Messreihe · Kapitel 10

Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten

Sprung auf 150 kW Heizleistung, Zeitkonstante 12 s. Erreicht 63,3 % bei t = τ und 95,1 % bei 3τ; mittlere Abweichung zur analytischen Lösung 0,040 %.

Szenario
2 Heizen
Erwartung (Kriterium)
Aufheizrate 0,0814 K/s; PT1 63,2 % bei τ, 95,0 % bei 3τ
Messung
63,3 % bei τ, 95,1 % bei 3τ; mittlere Abweichung 0,040 % der Maximalleistung
Ergebnis
bestanden
Zeilen
6.000
Zeitbereich
0,05–300,00 s
Zeitschritt
Δt = 0,05 s
Spalten
9
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Zeitverläufe

Jede Größe steht mit eigener Achse und Einheit in einem eigenen Feld, alle teilen sich die Zeitachse. Die Sensorbits erscheinen als Stufenlinie. Ein Klick auf die Legende blendet eine Größe ein oder aus.

Zeitverläufe der Messreihe

Diagramm wird aufgebaut …

Größen (Klick blendet ein oder aus)

    Bedienung: ← → Cursor bewegen (mit ⇧ zehnfach) · Pos1 Ende an den Rand · + − zoomen · Bild↑ Bild↓ verschieben · 0 ganze Reihe · Esc Cursor entfernen. Mit der Maus einen Bereich aufziehen, um hineinzuzoomen. Werte am Cursor sind Werte des nächstgelegenen gezeichneten Messpunkts; bei starker Verkleinerung zeigt das Diagramm je Bildpunktbereich Minimum und Maximum, damit einzelne Spitzen sichtbar bleiben. Exakte Werte: hineinzoomen oder die Tabellen nutzen.

    Spaltenbeschreibung

    Name und Einheit stammen aus der Kopfzeile der CSV-Datei; die Bedeutung folgt dem Heiztankmodell (Kapitel 8) und der Aufzeichnung (Kapitel 10).

    Spalten der Messreihe — Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten
    Nr.Spalte (CSV-Kopf) EinheitArtBedeutung
    1 Zeit (s) s Zeitachse Zeitstempel der Zeile (Modellzeit); eine Zeile je Rechenschritt mit Δt = 0,05 s.
    2 Füllstand (l) l Prozessgröße Wasserfüllstand im Tank (Tankvolumen 0,5 m³ = 500 l).
    3 Temperatur (°C) °C Prozessgröße Wassertemperatur, berechnet aus Energie und Wassermasse.
    4 Druck (bar) bar Prozessgröße Druck im Kopfraum (Dampf und Luft, Teildrücke addiert).
    5 Heizleistung (W) W Prozessgröße Aktuell wirkende Heizleistung (PT1-Verzögerung, τ = 12 s, bis 150 kW).
    6 B1 Füllstand max — Sensorbit (0/1) Melder oberer Füllstand: 1 ab 450 l, sonst 0.
    7 B2 Füllstand min — Sensorbit (0/1) Melder unterer Füllstand: 1 bei höchstens 50 l, sonst 0.
    8 B3 Temperatur ≥95 °C — Sensorbit (0/1) Melder Temperatur: 1 ab 95 °C, sonst 0.
    9 B4 Druck ≥2,8 bar — Sensorbit (0/1) Melder Druck: 1 ab 2,8 bar, sonst 0.

    Kennzahlen der Messreihe

    Alle Kennzahlen sind aus den Zeilen der CSV-Datei berechnet (über die gesamte Reihe, ohne Glättung) und beschreiben nur diesen einen Lauf. Sie sind keine Aussage über einen realen Tank.

    6.000Zeilen (Rechenschritte)
    300,00sabgedeckte Zeit
    0,05sZeitschritt Δt
    8aufgezeichnete Größen
    Kennzahlen je Prozessgröße — Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten
    GrößeEinheit AnzahlMinimum MaximumMittelwert AnfangswertEndwert
    Füllstand l 6.000 450,05konstant 450,05 450,050 450,05 450,05
    Temperatur °C 6.000 16,131t = 0,05 s 39,568t = 300,00 s 27,4043 16,131 39,568
    Druck bar 6.000 0,0000t = 0,30 s 0,0072t = 0,05 s 0,0000 0,0072 0,0000
    Heizleistung W 6.000 625,0t = 0,05 s 150.000,0t = 178,60 s 144.025,00 625,0 150.000,0

    Bei Extremwerten steht darunter der Zeitpunkt der ersten Zeile mit diesem Wert. Der Mittelwert ist der einfache Mittelwert über alle Zeilen (gleiche Zeitschritte).

    Sensorbits: Schaltzeitpunkte — Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten
    Sensorbit Zeilen mit 1 Anteil erste 1 bei danach wieder 0 bei Wechsel
    B1 Füllstand max 6.000 100,000 % 0,05 serste Zeile — 0
    B2 Füllstand min 0 0,000 % — — 0
    B3 Temperatur ≥95 °C 0 0,000 % — — 0
    B4 Druck ≥2,8 bar 0 0,000 % — — 0

    1 bedeutet: Melder aktiv (Schwelle erreicht), 0: nicht aktiv (Kapitel 8). „Wechsel“ zählt die Zeilen, in denen sich der Wert gegenüber der Vorzeile ändert.

    Messwerte

    Alle Zeilen der CSV-Datei, unverändert und je Seite 100 Zeilen. Suchen und Sortieren laufen auf dem Server, zu einer Zeile oder Zeit lässt sich springen. „Nr.“ ist eine laufende Zeilennummer und nicht Teil der CSV.

    1–100 von 6.000 Zeilen CSV herunterladen
    Messwerte — Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten
    Nr. Zeit (s) Füllstand (l) Temperatur (°C) Druck (bar) Heizleistung (W) B1 Füllstand max B2 Füllstand min B3 Temperatur ≥95 °C B4 Druck ≥2,8 bar
    1 0,05450,0516,1310,0072625,01000
    2 0,1450,0516,1310,0051247,41000
    3 0,15450,0516,1310,00311867,21000
    4 0,2450,0516,1320,00172484,41000
    5 0,25450,0516,1320,00063099,11000
    6 0,3450,0516,1320,03711,21000
    7 0,35450,0516,1320,04320,71000
    8 0,4450,0516,1320,04927,71000
    9 0,45450,0516,1320,05532,21000
    10 0,5450,0516,1320,06134,11000
    11 0,55450,0516,1320,06733,51000
    12 0,6450,0516,1330,07330,51000
    13 0,65450,0516,1330,07924,91000
    14 0,7450,0516,1330,08516,91000
    15 0,75450,0516,1330,09106,41000
    16 0,8450,0516,1340,09693,51000
    17 0,85450,0516,1340,010278,11000
    18 0,9450,0516,1340,010860,31000
    19 0,95450,0516,1350,011440,01000
    20 1,0450,0516,1350,012017,41000
    21 1,05450,0516,1350,012592,31000
    22 1,1450,0516,1360,013164,81000
    23 1,15450,0516,1360,013735,01000
    24 1,2450,0516,1360,014302,71000
    25 1,25450,0516,1370,014868,11000
    26 1,3450,0516,1370,015431,21000
    27 1,35450,0516,1380,015991,91000
    28 1,4450,0516,1380,016550,31000
    29 1,45450,0516,1380,017106,31000
    30 1,5450,0516,1390,017660,01000
    31 1,55450,0516,1390,018211,41000
    32 1,6450,0516,140,018760,61000
    33 1,65450,0516,140,019307,41000
    34 1,7450,0516,1410,019851,91000
    35 1,75450,0516,1420,020394,21000
    36 1,8450,0516,1420,020934,31000
    37 1,85450,0516,1430,021472,01000
    38 1,9450,0516,1430,022007,61000
    39 1,95450,0516,1440,022540,91000
    40 2,0450,0516,1450,023071,91000
    41 2,05450,0516,1450,023600,81000
    42 2,1450,0516,1460,024127,51000
    43 2,15450,0516,1470,024651,91000
    44 2,2450,0516,1470,025174,21000
    45 2,25450,0516,1480,025694,31000
    46 2,3450,0516,1490,026212,31000
    47 2,35450,0516,1490,026728,11000
    48 2,4450,0516,150,027241,71000
    49 2,45450,0516,1510,027753,21000
    50 2,5450,0516,1520,028262,51000
    51 2,55450,0516,1520,028769,81000
    52 2,6450,0516,1530,029274,91000
    53 2,65450,0516,1540,029777,91000
    54 2,7450,0516,1550,030278,91000
    55 2,75450,0516,1560,030777,71000
    56 2,8450,0516,1560,031274,51000
    57 2,85450,0516,1570,031769,11000
    58 2,9450,0516,1580,032261,81000
    59 2,95450,0516,1590,032752,31000
    60 3,0450,0516,160,033240,91000
    61 3,05450,0516,1610,033727,41000
    62 3,1450,0516,1620,034211,81000
    63 3,15450,0516,1630,034694,31000
    64 3,2450,0516,1640,035174,71000
    65 3,25450,0516,1650,035653,21000
    66 3,3450,0516,1660,036129,61000
    67 3,35450,0516,1670,036604,11000
    68 3,4450,0516,1680,037076,61000
    69 3,45450,0516,1690,037547,11000
    70 3,5450,0516,170,038015,61000
    71 3,55450,0516,1710,038482,21000
    72 3,6450,0516,1720,038946,91000
    73 3,65450,0516,1730,039409,61000
    74 3,7450,0516,1740,039870,41000
    75 3,75450,0516,1750,040329,31000
    76 3,8450,0516,1760,040786,21000
    77 3,85450,0516,1770,041241,31000
    78 3,9450,0516,1780,041694,51000
    79 3,95450,0516,180,042145,71000
    80 4,0450,0516,1810,042595,11000
    81 4,05450,0516,1820,043042,61000
    82 4,1450,0516,1830,043488,31000
    83 4,15450,0516,1840,043932,11000
    84 4,2450,0516,1850,044374,01000
    85 4,25450,0516,1870,044814,21000
    86 4,3450,0516,1880,045252,41000
    87 4,35450,0516,1890,045688,91000
    88 4,4450,0516,190,046123,51000
    89 4,45450,0516,1920,046556,31000
    90 4,5450,0516,1930,046987,31000
    91 4,55450,0516,1940,047416,61000
    92 4,6450,0516,1960,047844,01000
    93 4,65450,0516,1970,048269,61000
    94 4,7450,0516,1980,048693,51000
    95 4,75450,0516,20,049115,61000
    96 4,8450,0516,2010,049536,01000
    97 4,85450,0516,2020,049954,61000
    98 4,9450,0516,2040,050371,41000
    99 4,95450,0516,2050,050786,61000
    100 5,0450,0516,2060,051199,91000

    Quelle und Zitierhinweis

    Datenquelle: Eigene Messreihe, aufgezeichnet an der Modellfunktion compute_step (Schrittweite Δt = 0,05 s) laut Versuchsprotokoll der Bachelorarbeit (2026); Aufbau und Auswertung siehe Kapitel 10 — Fünf Testszenarien.

    Zitierhinweis

    Kotsch, A. H. (2026): Datensatz „Szenario 2 — Aufheizen mit PT1-Verhalten“ (6.000 Zeilen, Zeit 0,05–300,00 s). Anhang zur Bachelorarbeit „Digitale Zwillinge für SPS-gekoppelte Laboranlagen“, Duale Hochschule Sachsen — Studienakademie Glauchau. https://bachelorarbeit.kotsch.tech/de/daten/szenario-2-heizen (abgerufen am 30.09.2026).

    Grenzen der Aussage
    • Einordnung (Kapitel 10): Die Abweichungen sind mit dem Diskretisierungsfehler des Euler-Verfahrens vereinbar.
    • Grenze: Die Erwartung verwendet dieselben Parameter (τ = 12 s, 150 kW); geprüft ist die Umsetzung der Gleichungen, nicht ihre Übereinstimmung mit einem realen Heizglied.
    • Die Erwartungswerte stammen aus Handrechnung und analytischer Lösung mit den Parametern des Modells; eine Übereinstimmung belegt die richtige Umsetzung, nicht die Treffsicherheit gegenüber einem realen Tank. Jedes Szenario deckt nur einen Lauf mit festgelegten Randbedingungen ab. (Kapitel 10)
    • Ohne Messdaten eines realen Tanks bleibt die Validierung auf interne Konsistenz beschränkt. (Kapitel 11)

    Weitere Datensätze

    16 Zeilen · 2 Spalten Kennzahlen der Plattform Ansehen → 3.000 Zeilen · 9 Spalten Szenario 1 — Befüllung Ansehen → 25.809 Zeilen · 9 Spalten Szenario 3 — Druckaufbau und Entlüftung Ansehen → 2.200 Zeilen · 9 Spalten Szenario 4 — Entleeren Ansehen → 1.200 Zeilen · 9 Spalten Szenario 5 — Grenzfall leerer Tank Ansehen → 5 Zeilen · 4 Spalten Fünf Testszenarien — Erwartung gegen Messung Ansehen →